ВИДОСПЕЦИФІЧНІ РОЗХОДЖЕННЯ ІНДУКОВАНИХ ДІАТОМОВИМИ АНОМАЛІЙ ЕМБРІОГЕНЕЗУ КАЛАНОЇДНИХ КОПЕПОД: ЧИ ЗВ'ЯЗАНІ ВОНИ ІЗ ЗАПАСНИМИ АНТИОКСИДАНТАМИ?
Ключові слова:
каланоїдні копеподи, діатомові, ембріон, аномалії, экстраклітинний матрикс, пігментАнотація
В експериментальних умовах порівнювали продукцію та життєздатність яєць від самок двох видів каланоїдних копепод Calanus helgolandicus і Calanoides carinatus при живленні діатомовими мікроводоростями, Thalassiosira rotula, і при переході на живлення дiнофлагелятами, Prorocentrum minimum Самки обох видів при живленні діатомовими продукували подібну кількість яєць (до 17-22 яєць·самку-1 ·доб.-1), але всі ембріони були нежиттєздатні. Розвиток копепод зупинявся на різних стадіях ембріогенезу залежно від ступеня аномалій. В аномальних ембріонах виявлені різноманітні відхилення в розподілі пігменту й організації экстраклітинного матріксу. Репродуктивні відгуки C. carinatus як на негативну (діатомові), так і позитивну (дінофлагеляти) дієти відстрочені в порівнянні зі швидкими відгуками C. helgolandicus. Через 3 доби після початку живлення дінофлагелятами у аномальних ембріонів C. carinatus спостерігався сильний залишковий ефект діатомової дієти, у той час як 50 % яєць C. helgolandicus були життєздатні. Запропонована гіпотеза, що зв'язує ступінь аномалій, які викликаний діатомовими, зі зниженням антиоксидантних характеристик мембран і ступенем перекісного окислювання ліпідів у мембранах і цитоплазмі ембріонів, індукованих дисбалансом співвідношення незамінних ВНЖК і каротиноiдiв зі свіжо асимільoваної їжі. Видоспецифічні розходження репродуктивного відгуку щодо дієти пояснюються розходженнями в кількості запасних незамінних компонентів і шляхах їхнього метаболізму у різних видів копепод.
Посилання
Anderson T. R., Pond D. W. Stoichiometric theory extended to micronutrients: Comparison of roles of essential acids, carbon, and nitrogen in nutrition of marine copepods // Limnol Oceanogr. – 2000. - 45 (5). – P. 1162 - 1167.
Andersson M., Van Nieuwerburgh L., Snoeijs P. Pigment transfer from phytoplankton to zooplankton with emphasis on astaxanthin production in the Baltic Sea food web // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 2003. – 254. – P. 213 – 224.
Armstrong D. A, Verheye H. M., Kemp A. D. Shortterm variability during an anchor station study in the southern Benguela Upwelling system: Fecundity estimates of the dominant copepod, Calanoides carinatus // Prog. Oceanogr. – 1991. - 28 (1- 2). – P. 167 - 188.
Ban S., Burns C., Castel J. et al. The paradox of the classic marine food web // Mar. Ecol. Prog. Ser. - 1997. - 157. – P. 287 - 293.
Berticat O., Negre-Sadargues G. The metabolism of astaxanthin during the embryonic development of the crayfish Astacus leptodactylus Eschscholtz (Crustacea, Astacidea) // Comp. Biochem. Physiol. – 2000. – 127 (3). – P. 309 - 318.
Chaudron Y., Poulet S. A., Laabir M., et al. Is hatching success of copepod eggs diatom densitydependent? // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 1996. – 144. – P. 185 - 193.
Evjemo J. O., Reitan K .I., Olsen I. Copepods as a food source in first feeding of marine fish larvae // Hendry C.I., Van Stappen G., Wille M., Sorgeloos P. - Fish and Shellfish Larviculture Symp, Oostende, Belgium. - EAS Spec. Publ. – 2001. – 30. - P. 211 - 212.
Finenko Z Z., Ten V. S., Akinina D. K. et al. Pigments in marine unicellular algae and intensity of photosynthesis / Ecological physiology of marine phytoplankton (in culture conditions). K. M. Khailov (ed.). – Kiev (USSR): "Naukova dumka", 1971. – P. 51 – 92. (in Russian)
Graeve M., Kattner G., Hagen W. Diet-induced changes in the fatty acid composition of Arctic herbivorous copepods: experimental evidence of trophic markers // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. – 1994. – 182. – P. 97 - 100.
Goto S., Kogure K., Abe K., et al. Efficient radical trapping at the surface and inside the phospholipid membrane is responsible for highly potent antiperoxidative activity of the carotenoid astaxanthin // Biochim. Biophys. Acta. - 2001. –1512 (2). – P. 251 - 258.
Harris R. P., Irigoien X., Head R. N., et al. Feeding, growth, and reproduction in the genus Calanus // ICES J. Mar. Sci. – 2000. - 57(6). - P. 1708 - 1726.
Harrison K. E. The role of nutrition in maturation, reproduction and embryonic development of decapod crustaceans: a review // J. Shelfish. Res. – 1990. - 9 (1). – P. 1- 28.
Hirche H.-J. The cultivation of Calanoides carinatus Kroeyer (Copepoda: Calanoida) under different temperature and food conditions - with a description of eggs and nauplii // J. Mar. Biol. Assoc. UK. – 1980. – 60 (1). – P. 115 - 125.
Huggett J. A. Reproductive response of the copepods Calanoides carinatus and Calanus agulhensis in varying periods of starvation in the southern Benguela upwelling region // J. Plankton. Res. – 2001. - 23 (10). – P. 1061 - 1071.
Ianora A., Poulet S. A. Egg viability in the copepod Temora stylifera // Limn. Oceanogr. – 1993. – 38. – P. 1615 – 1626.
Ianora A., Poulet S. A., Miralto A. A comparative study of inhibitory effect of diatoms on the reproductive biology of the copepod Temora stylifera // Mar. Biol. – 1995. – 121. – P. 533 - 539.
Ianora A., Poulet S. A., Miralto A. The effects of diatoms on copepod reproduction: a review // Phycologia. – 2003. – 42 (4). – P. 351 – 363.
Irigoien X., Harris R. P., Verheye H. M., et al. Copepod hatching success in marine ecosystems with high diatom concentrations // Nature. – 2002. - 419. – P. 387 - 389.
Jeffrey S. W., Vesk M. 2.1. Literature review: background to marine phytoplankton and their pigment signatures / Phytoplankton pigments in oceanography: guideline to modern methods. Jeffrey SW, Mantoura RFC, Wright SW. Paris, 1997. - SCOR and UNESCO Publ. – P. 37 - 84.
John H. C., Mittelstaedt E., Schulz K. The boundary circulation along the European continental slope as transport vehicle for two calanoid copepods in the Bay of Biscay // Int. Conf. Oceanogr. Bay of Biscay. La Rochelle (France), 16-18 Apr 1996. - Oceanologica acta. - Paris. – 1998. - 21 (2). – P. 307 - 318.
Jonasdottir S. H. Effects of food quality on the reproductive success of Acartia tonsa and Acartia hudsonica: Laboratory observations // Mar. Biol. – 1994. – 121 (1). – P. 67 - 81.
Juhl A. R., Ohman M. D., Goericke R. Astaxanthin in Calanus pacificus: Assessment of pigment-based measures of omnivory // Limnol Oceanogr. – 1996. – 41 (6). – P. 1198 - 1207.
Khanaychenko A. N. Effect of food origin on biological parameters of copepods culture // Proc. All-Union Conf. “Social-Ecol. Probl. Black Sea, Part I". - Kerch, YugNIRO, 1991. - P. 33 - 34. (in Russian)
Khanaychenko A. N., Dhert P., Van Ryckeghem K., et al. Evaluation of fatty acid composition of live feed fed Dinophyceae // Aquaculture and Water: Fish Culture, Shellfish Culture and Water Usage. - Grizelth H., P.Kestemont (eds). EAS Spec. Publ. – 1997. – 26. – P. 133 - 134.
Khanaychenko A. N. Effect of microalgae diet on copepod recruitment characteristics // Ekologiya Morya. - 1999 - 49. –P. 56 - 61. (in Russian)
Khanaychenko A. N., Poulet S. A., Kang H.-K. Effect of microalgae diet Emiliania huxlei and Rhodomonas salina on fecundity and eggs viability of females Calanus helgolandicus // Ekologiya Morya. – 2001. – 55. – P. 52 - 57. (in Russian)
Khanaychenko A. N., Poulet S. A. Reproductive potential of late-autumn populations of Calanus helgolandicus from the English Channel // Ekologiya Morya. – 2002. – 62. – P. 67 - 72. (in Russian)
Klein B., Sournia A. A daily study of the diatom spring bloom at Roscoff (France) in 1985. II. Phytoplankton pigment composition studied by HPLC analysis // Mar. Ecol. Prog. Ser. - 1987. - 37. – P. 265 - 275.
Kleppel G. S., Willbanks L., Pieper R. E. Diel variations in body carotenoid content and feeding activity in marine zooplankton assemblages // J. Plank. Res. – 1985. - 7. – P . 569 – 580.
Kleppel G. S., Lessard E. J. Carotenoid pigments in microzooplankton // Mar. Ecol. Prog. Ser. -1992. – 84 (3). - P. 211 -218.
Laabir M., Poulet S. A., Ianora A. et al. Reproductive response of Calanus helgolandicus. II. In situ inhibition of embryonic development // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 1995. – 129. – P. 97 - 105.
Lacoste A., Poulet S. A., Cueff A. et al. New evidence of the copepod maternal food effects on reproduction // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. – 2001. - 259. – P. 85 - 107.
Lotocka M., Styczynska-Jurewicz E. Astaxanthin, canthaxanthin and astaxanthin esters in the copepod Acartia bifilosa (Copepoda, Calanoida) during ontogenetic development // Oceanologia. – 2001. - 43 (4). – P. 487 - 497.
Madsen L, Rustan A. C., Vaagenes H. et al. Eicosapentaenoic and docosahexaenoic acid affect mitochondrial and peroxisomal fatty acid oxidation in relation to substrate preference // Lipids. – 1999. – 34 (9). – P. 951 - 963.
Meeren, van der, T., Fyhn H. J., Pickova J., et al. Biochemical composition of copepods: seasonal variation in lagoon-grown zooplankton // “Larvi'01” Fish and Shellfish Larviculture Symposium (Oostende, Belgium, September) Hendry C. J. van Stappen G, Wille M, Sorgeloos P. (eds). – 2001. - EAS Spec. Publ. 30. – P. 635 – 636.
Meyers S. P., Latscha T. Carotenoids / Advances in World Aquaculture. Vol.6. Crustacean Nutrition. (587 p). - D'Abramo L.R., Conklin D.E., Akiyama D.M.(eds). - 1997. - P. 164 - 193.
Mikulin A. E. Function of pigments and pigmentation in fish onthogenesis. - Moscow: VNIRO, 2000. - 232 p. (in Russian).
Miralto A., Barone G., Romano G. et al. The insidious effect of diatoms on copepod reproduction // Nature. – 1999a. – 402. – P. 173 - 176.
Miralto A.., Guglielmo L., Zagami G. et al. Inhibition of population growth in the copepods Acartia clausi and Calanus helgolandicus during diatom blooms // Mar. Ecol. Prog. Ser. - 2003. - 254. – P. 253 – 268.
Mortensen A., Skibsted L. H., Truscott T. G. The interaction of dietary carotenoids with radical species // Arch. Biochem. Biophys. – 2001. – 385 (1). - P. 13 - 19.
Pesando D. Etude chimique et structurale d’une substance lipidique antibiotique produite par une diatomee marine, Asterionella japonica (Cleve) // Rev. Intern.Oceanogr. Med. – 1972. – 25. – P .49.
Petipa T. S. Trophodynamics of copepods in marine plankton communities. Kyiv: "Naukova dumka", 1981. - 145 p. (in Russian).
Pickova J., Dutta P. C., Kiesling A. Increased levels of DHA (22:6n-3) and cholesterol oxidation and decreased level of astaxanthin in Atlantic salmon, Salmo salar L., eggs exhibiting reproduction disturbances in the Baltic Sea // Fish and Shellfish Larviculture Symp. Hendry C. I., van Stappen G., Wille M., Sorgeloos P. (eds). (Oostende, Belgium, Sept.
. – 2001. - EAS Spec. Publ. - 30. – P. 473 - 475.
Pinto E., Catalani L. H., Lopes N. P. et al. Peridinin as the major biological carotenoid quencher of singlet oxygen in marine algae Gonyaulax polyedra // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2000. – 268. – P. 496 - 500.
Pohnert G., Lumineau O., Cueff A. et al. Are volatile unsaturated aldehydes from diatoms the main line of chemical defence against copepods? // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 2002. - 245 – P. 33 – 45.
Postel L., Arndt E. A., Brenning U. Rostock zooplankton studies off West Africa // Intern. Helgoland Symposium "The Challenge to Marine Biology in a Changing World" (Helgoland, FRG, 13-18 Sep 1992). - Franke H-D, Luening K. (eds). - Biol. Anst. Helg. Meeres. - 1995. - 49(1-4). – P. 829 – 847.
Poulet S. A., Ianora A., Miralto A. et al. Do diatoms arrest embryonic development in copepods? // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 1994. - 111. – P. 79 – 86.
Poulet S. A., Laabir M., Ianora A. et al. Reproductive response of Calanus helgolandicus. I. Abnormal embryonic and naupliar development // Mar. Ecol. Prog. Ser. -1995. – 129. – P. 85 - 95.
Sargent J. R., McEvoy L. A., Bell J. G. Requirements, presentation and sources of polyunsaturated fatty acids in marine larval feeds // Aquaculture. – 1997. - 155. – P. 117 – 127.
Shin K., Jang M., Jang P. et al. Influence of food quality on egg production and viability of the marine planktonic copepod Acartia omorii // Prog. Oceanogr. – 2003. - 57. – P. 265 – 277.
Smith S. L. Secondary production in waters influenced by upwelling off the coast of Somalia // Proc. Int. Symp. Oceanogr. Indian Ocean, Natl. Inst. Oceanogr. Goa (India), 14-16 Jan 1991. - Oceanography of the Indian Ocean, Oxford and ib. - New Delhi (India), 1992. – P. 191 - 199.
Starr M., Runge J. A., Therriault J.-C. Effects of diatom diets on the reproduction of the planktonic copepod Calanus finmarchicus // Sarsia. – 1999. - 84. – P. 379 - 389.
Stottrup J. G., Jensen J. Influence of algal diet on feeding and egg production of calanoid copepod Acartia tonsa Dana // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. – 1990. - 141 (2-3). – P. 87 - 105.
Stottrup J. G., Bell J. G., Sargent J. R. The fate of lipids during development and cold-storage of eggs in the laboratory-reared calanoid copepod, Acartia tonsa Dana, and in response to different algal diets // Aquaculture. – 1999. – 176. – P. 257 - 269.
Tokin B. P. General embryology. – Мoscow (USSR): "Vyssh. shkola", 1977. - 512 p. (in Russian)
Uye Shin-ichi. Induction of reproductive failure in the planktonic copepod Calanus pacifius by diatoms // Mar. Ecol. Prog. Ser. – 1996. – 133. – P. 89 - 97.
Wessel G. M, Berg L., Adelson D. L. et al. A molecular analysis of hyalin - a substrate for cell adhesion in the hyaline layer of the sea urchin embryo // J. Dev. Biol. - 1998. – 193 (2). – P. 115 - 126.
Williams R., Conway, D. V. P. Vertical distribution and seasonal numerical abundance of the Calanidae in oceanic waters to the south-west of the British Isles // Hydrobiologia. – 1988. – 167 - 168. – P. 259 - 266.
Yuneva T. Y., Svetlichny L. S., Schepkina A. M. Comparative characteristics of lipid composition and locomotion of diapause ecogroup of Calanus euxinus (Copepoda) // Gidrobiologichesky zhurnal - 1998. – 34 (1). – P. 74 - 85. (in Russian)
Zhang Y., Gao F., Popov V. L. et al. Mechanically gated channel activity in cytoskeleton-deficient plasma membrane blebs and vesicles from Xenopus oocytes // J. Physiol. Lond. – 2000. – 523 (1). – P. 117 - 130.
Zhukova N. V., Aizdaicher N. A. Fatty acid composition of 15 species of marine microalgae // Phytochemistry. - 1995. – 39 (2). – P. 351 - 356.
